03 червня Мозок вирішує, як довго ви будете жити

Американські вчені продовжують життя на 20% в експериментах на мишах Узгоджене старіння різних органів регулюється за допомогою гіпоталамуса

ЖОЗЕП КОРБЕЛЛА/БАРСЕЛОНА

скільки

Гіпоталамус, ядро ​​нейронів розміром з мигдаль, яке всі хребетні мають біля основи мозку, є контрольним центром, який регулює старіння та довголіття організму. Це демонструє дослідження Медичної школи Альберта Ейнштейна в Нью-Йорку, представлене в журналі Nature, яке представляє зміну парадигми у розумінні старіння. Автори дослідження пропонують стратегії запобігання проблемам здоров’я, спричинених старінням, та збільшення тривалості життя.

В експериментах, проведених з мишами, ці стратегії дозволили продовжити життя приблизно на 20%. Подібним чином вони запобігали втраті нейронів, характерних для старіння, та підтримці хорошої навчальної здатності до глибокого віку. Якщо ці результати можна буде екстраполювати в майбутньому на людський вид, це означало б, що 90-річні можуть бути такими ж здоровими, як 75-річні сьогодні.

"Наступним кроком у дослідженні буде розробка препаратів, які можуть впливати на старіння в гіпоталамусі", - сказав Донгшен Цай, директор дослідження, електронною поштою. Його метою, пояснює він, є не стільки продовження життя, скільки боротьба зі проблемами здоров'я, пов'язаними з віком, такими як когнітивний спад або погіршення серцево-судинної системи. Але Цай застерігає, що пройдуть роки, перш ніж ці препарати стануть доступними. "Ми зацікавлені продовжувати дослідження, поки не дійдемо до клінічних випробувань, - говорить він, - але спочатку нам доведеться зробити достатню кількість тестів на гризунах".

Як можливо, що різні органи та системи людського тіла координовано старіють? І як можливо, що у деяких видів, таких як хом'яки, ріст, розмноження та оборот поколінь завершуються за два роки, тоді як у інших, таких як деякі черепахи, вони можуть досягати двохсот? Однією з можливих відповідей є те, що в якійсь частині мозку існує центр управління, який регулює життєвий цикл виду і який організовує координоване старіння різних частин тіла.

У попередніх дослідженнях дослідники медичної школи Альберта Ейнштейна зосереджувались на наслідках запалення мозку. Запалення в медицині не стосується лише гострої реакції набряку, почервоніння та болю, яка виникає, наприклад, в області рани. Це також стосується менш помітної, але більш стійкої реакції, при якій імунна система намагається захистити організм від нападів, але в підсумку завдає більше шкоди, ніж уникає. Хронічне запалення, спричинене такими агресіями, як надлишок калорій у раціоні або токсини від тютюну, збільшує ризик захворювань, пов’язаних зі старінням, таких як серцево-судинні захворювання, хвороба Альцгеймера, діабет 2 типу або деякі види раку.

Цай та його команда виявили, що запалення впливає на гіпоталамус, і це, в свою чергу, збільшує ризик метаболічного синдрому - поєднання порушень, яке часто включає гіпертонію, надлишок жиру в животі, надлишок холестерину та поганий контроль рівня цукру в крові. Кров, усі з яких є серцево-судинні фактори ризику, які, як правило, зростають із віком-.

Проаналізувавши, що саме відбувається в гіпоталамусі, коли він отримує сигнали про запалення, дослідники тепер визначили білки NF-KB як ключові шматочки тканини. Ці білки, виявлені 27 років тому, є висхідними зірками молекулярної біології. Маючи численні функції в організмі, вони беруть участь у великій кількості ракових захворювань, аутоімунних захворювань та захисту від інфекцій, радіації або вільних радикалів.

У гіпоталамусі експерименти Кая та його команди показали, що запалення викликає збільшення NK-KB, що прискорює старіння. "Миші демонстрували втрату м'язової сили, товщини шкіри та здатності до навчання", - пояснює Цай. "Вони демонстрували системне старіння, яке скорочувало їхнє життя".

Натомість блокування активності NF-KB у гіпоталамусі мало протилежний ефект: це уповільнило старіння та подовжило життя мишей на 20%.

У подальших експериментах дослідники показали, що NF-KB здійснює свою дію на старіння завдяки гормону GnRH (повна назва: гонадотропін-рилізинг гормон). Ці дві речовини регулюють одна одну як гойдалки: коли NF-KB піднімається, GnRH падає і навпаки.

Дослідники виявили, що зменшення вмісту GnRH в гіпоталамусі прискорює старіння. Але, в одному з найбільш вражаючих результатів дослідження, тварини, яким вводили гормон у гіпоталамус, перестали втрачати нейрони з віком і зберігали свою здатність до навчання незмінною.

З іншого боку, GnRH відіграє центральну роль у розмноженні. Від нього залежать, наприклад, регуляція менструального циклу у жінок та утворення сперми у чоловіків. Таким чином, пов’язуючи старіння з ГнРГ, дослідники пропонують механізм, який пояснює, як регулюється життєвий цикл видів, від двох років для хом'яків до двохсот для деяких черепах.

Це "дуже цікаві" результати, підкреслює Мануель Серрано, дослідник Національного центру онкологічних досліджень (CNIO) в Мадриді. Хоча "зв’язок між запаленням та старінням був відомий", нагадує він, чудова новина "полягає в тому, що це відбувається через гіпоталамус".

У тому ж напрямку дослідники Дана Габузда та Брюс Янкнер з Гарвардської медичної школи (США) пишуть у Nature, що висновок про те, що "старіння внаслідок запалення зумовлене інтеграцією імунних та гормональних реакцій у гіпоталамусі, є новою парадигмою".

Окрім теоретичного прогресу, який вони представляють для науки про старіння, нові результати також відкривають шлях до практичних застосувань. "Захоплює те, що можна діяти на гіпоталамус, щоб уповільнити старіння та збільшити тривалість життя", - говорить Цай. Для цього "ми маємо дві потенційні стратегії".

Одним із варіантів було б вивчення гормональної терапії для відновлення рівня ГнРГ в гіпоталамусі. Інший - пошук імунної терапії для пригнічення запальної реакції, що збільшує кількість NF-KB. В очікуванні розробки ефективних та безпечних ліків для досягнення цієї мети, каже Цай, хронічне запалення можна утримувати на відстані здорового способу життя, який дозволяє уникнути надмірних калорій у раціоні та інших агресивних впливів навколишнього середовища.